JP2004098285A - 衝突による表面加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　ショットを損失する恐れやショットを消費する問題が生じることがない、衝突によりある部分の表面を容易に加工することが出来る表面加工装置を提供する。
【解決手段】　装置１は、振動面７と、該振動面により加工部分Ｐに向けて発射される少なくとも１つの発射体１１とを有し、各発射体を装置内に保持するための保持手段を有する。各発射体は、振動面に接触した後、加工部分に向けて発射される。発射体の先端１１Ｃが表面に衝突し、衝突時に発射体の運動エネルギが、摩擦により熱に変換されるとともに、塑性・弾性変形エネルギに変換される。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、衝突による表面加工装置の分野に関する。

　例えば金属部分を堅くするために、鋼鉄ショットブラスティングにより該部分を加工することが知られている。

　ショットブラスティングは、ショットブラスタからの圧縮空気のジェットを受けて行われる。

　こうしたブラスタの欠点は、多数のショットを必要とすること、及び、金属部分で跳ね返ったショットを回収するのに適した空間でのみ使用できることである。

　衝突による表面加工装置として、加工すべき表面と僅かの間隔をあけて対向して配置された開口部を有する金属ボウルの底部に配置されたソノトロードにより、ショットが発射される装置も知られている。

　このタイプの装置は、ショットが金属部分でソノトロードに向けて跳ね返り、したがって、加工すべき表面にショットを再度発射できる利点を有する。

　したがって、ショットが逃げることがない程度にボウルと加工部分とのクリアランスが十分小さい場合には、ショットがなくなることはない。

　ショットの運動を開始させるためには、ショットをソノトロードに接触させる必要があるが、これは、ボウルの開口部が下方に向いている場合に金属を加工するのに困難を生じさせる。

　さらに、例えばボウルが移動する際に、加工表面とボウルとのクリアランスが大きくなるとショットがなくなる恐れがあるので、原子力分野など規制された環境ではこうした加工は禁止されている。

　したがって、特に上記欠点を取り除くことのできる、衝突による表面加工装置が求められている。

　本発明は、衝突による表面加工装置であって、振動面と、該振動面により加工表面に向けて発射される少なくとも１つの発射体とを有する。この装置は、該装置が加工表面から退避する際に、各発射体を装置内に保持する保持手段を有することを特徴とする。

　本発明によれば、上述した既知の装置と異なり、ショットを損失する恐れや、あるいはショットを消費する問題が生じることなく、衝突によりある部分の表面を容易に加工することができる。

　好適には、発射体は、加工すべき表面に無関係に、装置内に保持される。

　特定の実施形態では、装置は、各発射体を、前方への運動中及び振動面で跳ね返った後において案内するための案内手段を有する。

　このように、複数の発射体を使用する場合に、発射体同士の衝突を避けるとともに、振動面と加工表面との間の発射体の軌跡を最適化できるように、発射体を案内することができる。

　特定の実施形態では、装置は、案内手段を、装置の残りの部分に対し相対的に移動する駆動手段を有する。

　好適には、駆動手段は、加工表面上の衝突点の分布を均一にするとともに、ソノトロードの摩損を均一にすることができる。

　特定の実施形態では、各発射体は案内手段内をスライドする。

　別の特定の実施形態では、各発射体は、振動面に当たる位置と加工部分に当たる位置との間で、軸周りに回転する。

　さらに特定の実施形態では、各発射体を、装置の位置・方向によらずに振動面に接触させることにより、該発射体の運動を開始させるための回復手段を有する。

　特定の実施形態では、回復手段は、少なくとも１つのチャンバーを有し、各発射体を振動面に向けて押し出すために、チャンバー内に空気が送り込まれたりチャンバーから空気が吸引される。

　特定の実施形態では、上記保持手段は、各発射体が加工表面に直接当たるように構成されている。

　変形例では、保持手段は、各発射体の運動エネルギを受けて、これを加工表面に局地的に伝達するように構成されている。

　各発射体の重量は、一例として０．１〜５ｇの範囲である。

　本発明によれば、発射体はわずかな数だけ利用すればよい。

　したがって、例えば、発射体として、ころ軸受タイプの高質のボールを用いることができる。このタイプの発射体は、所望の効果が制御され、且つ、該効果が再現可能であることを保証する。

　特定の実施形態では、装置は、ピン又はスラグ状の複数の発射体を有する。また、案内手段は、上記ピン又はスラグをスライド可能に案内するための複数のハウジングを備えた案内部材である。

　「スラグ」は、随意に段が形成された円筒部材であり、この円筒部材は、略半球状に丸みを帯び且つ平らな領域を有さない一つ又は二つの端部を備える。

　ボールは、母線の長さが０のスラグとして考えることができる。

　特定の実施形態では、各ピン又はスラグは肩部を備え、案内部材の各ハウジングは、ピン又はスラグが当たるための端部として用いられる肩部を有する。

　特定の実施形態では、案内部材は、振動面に向かう後方にピン又はスラグを押すために、ピン又はスラグの肩部の前方に圧縮空気を導くように構成されたチャンバーを有する。

　例えば、上記チャンバーは、案内部材により後方の境界が形成されるとともに、案内部材に嵌合し且つ孔を設けたカバーにより前方の境界が形成される。

　特定の実施形態では、案内部材は、ピン又はスラグのスライド方向に平行な軸の周りに回転可能に設けてある。

　さらに特定の実施形態では、ピン又はスラグは、ロッドを、ロッドより短いスリーブ内に挿入することで作製する。

　変形例では、ピン又はスラグは一つの部材で構成される。

　別の特定の実施形態では、上記保持手段は、一面に設けたビーズで構成されている。装置は、振動面と上記一面のビーズとの間で連続して跳ね返ることが自由にできるボールにより構成された、少なくとも一つの発射体を有する。

　好適には、上記一面のビーズは、支持ワイヤ上で互いに間隔をあけて設けられたビーズ群である。

　別の特定の実施形態では、上記保持手段は、ドーム状の壁内で移動可能なピン又はスラグにより構成される。各ピン又はスラグは、加工表面に当たるのに適した先端を有する。発射体はボールで構成され、該ボールは、振動面とピン又はスラグの他端との間を往復運動するために通路内で案内される。

　特定の実施形態では、発射体は、装置に着脱可能に設けられた案内アセンブリにより保持される。この結果、加工する表面に応じて発射体を簡単に交換することが可能となる。

　変形例では、装置は、加工表面に向かう方向が開放された空間を有する。上記保持手段は、上記空間が加工表面から予め決められた距離以上に離れる際に、発射体を吸引して発射体が装置から逃げるのを防止するように、上記空間に吸引力を発生させる手段を有する。

　このようにして、発射体は装置から離れることがない。

　好適には、装置は、上記空間とつながれた、発射体用の回収室を有する。発射体は、上記空間が加工表面から予め決められた距離以上に離れる際に、回収室に吸引される。

　好適には、装置はまた、発射体が逃げることがない程度に上記空間が加工表面に十分近くにある場合に、回収室に収容されたボールを上記空間内に放出する手段を有する。

　特定の実施形態では、加工表面に対向する側の上記空間の端部には、少なくとも一つの検出器が設けてある。この検出器は、上記空間と加工表面との距離が予め決められた値を超えると状態が変わるようになっている。

　好適には、上記空間の上記端部には、複数の検出器が設けてあり、これにより、発射体が上記空間に送り出される際に、上記空間の周端部全体が加工表面に十分に近くにあることを保証するようになっている。

　本発明はまた、ソノトロードと、案内部材内にスライド可能に設けられた（取外しは任意）ピン又はスラグ状の複数の発射体とを有することを特徴とする、衝突により表面加工を行う携帯用装置を提供することを目的とする。案内部材は、ハンドル手段に固定され、これにより、ユーザが案内部材を手動で加工表面に対向させることができるようになっている。案内部材は、ソノトロードに対し所定の位置に配置されており、その結果、案内部材は、第１に、ピン又はスラグが、ソノトロード及び加工表面上で連続して跳ね返ることでソノトロードと加工表面との間で往復移動することを可能にし、第２に、加工表面が存在しないときにピン又はスラグを保持するようになっている。

　このような装置は、ショットをなくす恐れもなく、現場で容易に表面を加工することができる。これは、従来の装置に比べて非常に有利である。

　本発明は更に、上で定義したような装置用に発射体のセットを提供することを目的とする。

　本発明は更に、ある部分をアセンブリ内に組み入れることを目的として、現場で該部分の形状を修正するための、上で定義したような装置の使用法を提供することを目的とする。

　本発明は更に、現場で表面加工を行うとともに特定の表面状態を形成するための、上で定義したような装置の使用法を提供することを目的とする。例えば、この加工には、材料を詰めることで既に修繕した裂け目を有する部分を加工したり、ボイラー板を非常に素早く直したり、あるいは、こうした部分をシェーピングしたりすることが含まれる。

　本発明は、例えばエンジン部分、構造部分、連結部分、溶接部分など、機械的な応力を受ける全てのタイプの部分の加工に適用される。

　本発明は、以下の詳細な実施形態及び添付の図面を検討することでより理解されると考えられる。なお、これらの実施形態は例として示されるだけであって、本発明を限定するものではない。

　以下に示す加工装置は、ある部分Ｐの表面Ｓを、例えば以下の目的で加工するためのものである。
・上記部分の表面硬度を上げる
・上記部分の寿命を上げるために残留表面応力を発生させる
・上記部分を変形・シェーピングする
・特定の表面状態を作る
・ポーラスな部分に対し特に、該部分の表面の密度を上げる
・衝突に対する抵抗力を上げる

　図１に示す装置１は、長軸Ｘを有する音響アセンブリ２を備える。

　この音響アセンブリ２は金属ソノトロード３を有し、このソノトロード３は、一つ又はそれ以上の音響アンプ４を介して、圧電エミッタ５に固定されている。音響アンプ４は、一般的な方法で軸Ｘに沿った振動の振幅を増幅するのに適した構成を有する。

　音響アセンブリ２は、振動の節を構成する一つ又はそれ以上の固定領域を介して、ソノトロード３の側面を囲む構造体８に固定されている。構造体８は、ソノトロード３を超えて前方に突き出ており、後で詳細に説明するように複数の発射体１１を案内するための案内部材９を固定するようになっている。

　圧電エミッタ５は、一般的な電流発生器６に電気的に接続されている。この電流発生器６は、５〜２０ｋＨｚ、実施例では約１０ｋＨｚの周波数の交流を発生させる。

　この場合、音響アセンブリ２は、軸Ｘに沿った振動モードに対し約２０ｋＨｚの共振振動数を有するように設定される。

　発生器６により送られる電流の周波数は、音響アセンブリ２の共振振動数に等しくなるように調整でき、ソノトロード３の自由端面の振動の振幅を最適化することができる。発生器により送られる電力により、ソノトロード３の自由端面の振動の振幅を増減することができる。

　ソノトロード３の端部は、発射体１１を加工表面に向けて発射するための振動面７を構成する。

　実施例において、発射体１１は、案内部材９を貫通する各ハウジング１０内に、軸Ｘに平行な方向に沿ってスライドできるように設けてある。

　各ハウジング１０は円対称で、肩部１２を有する。

　ハウジング１０は、案内部材９より上側のいずれかに配置されてもよい。

　図８には発射体１１が単独で示されている。

　図８に示されるように、本実施例において、発射体１１は、ピン又はスラグ状であり、金属ロッド１１ｂを円筒状の金属スリーブ１１ａ内に押し込むことにより形成される。このロッドはスリーブ１１ａより長く、したがって、ロッド１１ｂの先端１１ｃは、スリーブ１１ａの先端により形成される肩部１１ｅがハウジング１０の肩部１２に接触する際に、案内部材９の外部に突き出すようになっている。

　好適には、ロッド１１ｂは、ころ軸受を作るのに使用するために元々製造されたローラを用いて作ることができる。

　所定のエネルギを表面に伝達するために、発射体の形状及び重量は、加工部分の形状に基づいて選択される。

　ロッド１１ｂの先端１１ｃの形状は、衝突後に部分Ｐに残る打ち跡に基づいて選択される。

　本実施形態のように先端１１ｃが球状の場合、その曲率半径は、衝突中における部分Ｐの所望の深さに基づいて選択される。

　例として発射体１１の後端１１ｄの表面が球状又は平面状である場合、その曲率半径は、例えば、０．５ｍｍより大きい。

　発射体の先端１１ｃ及び後端１１ｄは、これら端部の硬度を上げるとともに、加工部分上及びソノトロード３上での跳ね返りをよくするために、表面加工を施してもよい。

　本実施形態では、各発射体は、２つの部材を組み立てて形成されているが、１つの部材で発射体を形成しても本発明の範囲から外れることはない。

　例として、機械加工した１つの部材からなる発射体１１’を図１２に示す。

　この発射体１１’は円筒体１１’ａをなし、この円筒体１１’ａは、両端に２つの肩部１１’ｅ，１１’ｆを有するとともに、上記肩部を超えて伸びた、円筒体１１’ａより直径の小さな円筒部分１１’ｂ，１１’ｇとを有する。

　発射体１１’の軸方向端部１１’ｃ，１１’ｄは、全方向に丸みを帯び、本実施例では略半球状をなす。

　図示しない変形例では、肩部１２は円錐形でもよく、これに応じてピンの形状が調整される。

　発射体１１の後端１１ｄがソノトロード３に接触する際に、どの発射体１１もハウジング１０から出ないように、案内部材９が振動面７に対し配置されている。

　装置１の動作を以下に説明する。

　各発射体１１の後端１１ｄが振動面７に接触した後、ソノトロード３の振動によって、発射体１１は、加工部分Ｐに向けて発射される。ここで、加工部分Ｐの表面Ｓは、案内部材９と僅かの間隔をあけるか、あるいは案内部材９と接触した位置に配置されている。

　発射体１１の先端１１ｃが表面Ｓに衝突し、衝突時に発射体の運動エネルギが、摩擦により熱に変換されるとともに、塑性・弾性変形エネルギに変換される。

　発射体１１は部分Ｐで跳ね返り、ソノトロード３と部分Ｐとの間を発射体が往復運動しながら、表面Ｓが加工され続ける。

　上述した装置１は、ショットを利用した従来の装置に比べて、多くの利点を有する。特に、
・発射体間の衝突によるエネルギ損失がなく、よく効率よく加工が行える
・発射体をなくす恐れがない
・ソノトロードと加工部分との間の発射体の経路は直線状で、その結果、加工表面に対し同じ発射体が連続して２回衝突する間の無駄時間を減らすとともに、加工の強さ及び時間を最適化することができる
・発射体の質量は、加工すべき表面に衝突する表面の形状を変えることなく、例えばスリーブ１１ａの長さあるいはロッド１１ｂの長さを調整することにより、大きくしたり小さくしたりできる

　図２は、本発明に係る装置の第２の実施形態を示す。

　この装置は、構造体８がリング１５を固定するために用いられる点、及びリング１５は、発射体１８を保持するための一面に設けたビーズ１７により閉鎖される点とが上述の装置と異なる。

　発射体１８は、ここではボールで構成され、これらボールは、一面のビーズ１７及びソノトロード３とが軸方向の境界をなし且つ構造体８が横方向の境界をなした空間１４内で、自由に移動できる。

　発射体１８は、ソノトロード３の振動により運動し始め、振動面７と一面のビーズ１７との間で何度も跳ね返る。

　一面に設けたビーズ１７は、発射体１８からの運動エネルギを加工部分Ｐの表面Ｓに局地的に伝達する。

　図９は、一面に設けたビーズ１７のうち２つのビーズ１７ａを示す。

　ビーズ１７ａ同士の固定は、適当な固定手段であればどのようなものを用いてもよく、例えば、図の場合では、これらビーズ１７ａは、支持ワイヤ１７ｂ上に互いに間隔をあけて取付けられている。

　図３の実施例は、湾曲した端部２０を介してリング１５が構造体８に固定されている点が図２の実施例と異なる。

　湾曲端部２０は、加工装置の長軸Ｘが加工表面Ｓの面に略垂直な方向になるように加工装置を配置するためのスペースがない場合に用いられる。

　図４は変形例を示す。ここでは、ソノトロード３を囲む構造体２１は、軸２４を支持するようになっている。上記発射体を形成する複数の部材２２は、図４紙面に垂直な回転軸Ｙ周りに回転可能に、ヒンジを介して軸２４に取付けられている。

　本実施例において、図４に示すように、各部分２２は、略長方形状を有する部材で、底部左隅の近傍で軸２４周りに回転できるとともに、底部右隅を介して振動面７上に支持されることができる。

　各部材２２はさらに、上部右隅に、加工部分Ｐの表面Ｓに当たるのに適した端部を有する突起２３を備える。

　作動中、各部材２２は、部分Ｐの表面Ｓとソノトロード３との間を往復運動する。

　部材２２を回転可能に取付けることにより、加工表面Ｓに対し略平行に装置の長軸Ｘを配置した状態で、部分Ｐを加工することができる。これはスペースの点で有利である。

　図１４は、部材２２の代わりに、互いになす角がｉの腕部７０、７１を有する部材２２’が用いられた変形例を示す。上記角度は、任意であり、例えば図の実施例では９０°である。

　腕部は、それぞれソノトロード３と加工表面Ｓに当たるための突起７３、７４を有する。

　図６、７に示す変形例では、発射体１１は、図１を参照して上述した装置のものと同一のピン状であり、これら発射体１１は、案内部材２６のハウジング２５内で軸Ｘに平行な方向にスライド可能に案内される。ハウジング２５は、上述した実施例と同様に、案内部材２６より上側のいずれかに配置されてもよい。図１の装置との違いは、本実施例の案内部材２６は、軸Ｘ周りに回転可能に設けてあること、及び、案内部材２６は、ソノトロード３を囲む構造体の壁２９の厚み部分内に収容された電気モータ２８に接続された伝動装置３６により、軸Ｘ周りに駆動されることである。

　各ハウジング２５には、発射体１１を保持するための肩部３５が設けてある。

　案内部材２６の先端はセットバック２７を有し、このセットバック２７は、その周縁部３４が階段状になっており、これにより、発射体のロッド１１ｂを通過させる孔３０を備えたカバー３９の取付けが可能になる。

　カバー３９は、セットバック２７の底部と協働して、チャンバー３１を形成し、図７に概略的に示すように、チャンバー３１内に、圧縮器３３に接続された管３２から圧縮空気が送風されるようになっている。

　チャンバー２７内に圧縮空気を送り込むことで、発射体１１は、後側に押されて振動面７に接触し、そこで、加工表面に向かう方向に最初の力積が与えられる。

　このように、装置の位置・方向に関わらず、特に案内部材２６が下方に向いている場合に、発射体の運動を開始させることが可能である。

　圧縮空気は、装置の作動中に、案内部材２６、カバー３９、ソノトロード３、及び発射体１１を冷却するのに用いることもできる。

　図示しない変形例では、発射体をソノトロードに向けて移動させるために、上述したように圧縮を用いる代わりに、吸引力を用いる。

　この吸引力は、案内部材２６とソノトロード３との間で形成される。

　装置の作動の間にモータ２８により案内部材２６を回転させるとともに、ハウジング２５を任意に配置することで、構造体２９が静止していても、発射体が２回続けてソノトロード３や加工部分Ｐの表面Ｓの同じ位置に当たることを避けることができる。このことによって、表面Ｓに対する衝突を均一にすることができ、また、ソノトロード３の摩損を均一にすることができる。

　符号３７は構造体２９の延長部を示す。この延長部３７は、ユーザが加工動作を手動で行ったり制御したりするのを可能にするためのハンドル手段（図では、全体は示していない。）を構成する。

　図１０、１１は、本発明の第６の実施形態を示す。

　本実施形態では、発射体はボール４０で構成され、これらのボール４０は、チューブ４２により形成された個々の通路４１内で案内される。

　各ボール４０は、チューブ４２内において、チューブの一端に配置された振動面とピン４３を有する他端との間で、往復運動を行う。ピン４３は、図１１に概略的に示すようにドーム状の案内部材４４内を移動できるようになっている。

　ピン４３の軸は、壁４４に対し半径方向に伸びている。

　各ピン４３は、中ほどに環状の膨らみ部分４５を備えた円筒部材であり、この膨らみ部分４５は、円錐状の肩部４６、４７により軸方向の面が形成されている。

　膨らみ部分４５は、軸方向は２つの円錐状肩部５０、５１により境界が形成された、壁４４内のチャンバー４９内に収容されている。これら肩部５０、５１に対し、ピン４３の肩部４６、４７がそれぞれ当接できるようになっている。

　図示しない変形例においては、肩部５０、５１は直線状であってもよく、ピン４３の形状はこれに応じて決められる。

　肩部５０、５１を隔てる距離は、ピン４３をその軸方向に沿って所定距離だけ移動するのを可能にする。

　各チャンバー４９は、一方が孔５２を介して壁４４の外側に対し開放され、他方が孔５３を介してチューブ４２に対し開放されている。孔５２、５３の直径の大きさは、膨らみ部分４５の両側に設けられたピン４３円筒部分より僅かに大きく設定されている。

　本実施形態では、壁４４は、内壁５４と外壁５５を重ねて組み立てることにより形成される。これら壁は、ピン４３を所定位置に配置した後で結合される。

　内壁５４は、外壁に接触する面に凹部を有し、この結果、圧縮空気をチューブ４２のピン４３に対向する端部に運ぶための通路５７を形成する。これにより、ボール４０をソノトロード３に向けて押し出し、連続跳ね返りを開始させることが可能となる。

　本実施形態は、例えば湾曲したコネクションフィレットを有する複雑な形状の表面を加工するのを可能にする利点を有する。

　使用時には、各ボール４０は、ソノトロードとピン４３の内端６０との間で連続して跳ね返り、ピン４３に運動エネルギを伝達する。

　加工表面にはピン４３の外端５９が衝突する。

　図１３は図７の装置の変形例である。ここでは、発射体の交換を容易にするために取外し可能な案内アセンブリ内で、発射体が保持されている状態を示す。

　したがって、各案内アセンブリに所定のタイプの発射体を用いることができるように、案内アセンブリのセットを作ることが可能である。

　続いて、施すべき加工に基づいて、上記セットから特定の案内アセンブリを選択される。

　加工すべき表面に応じて、使用される発射体を素早く交換するために、各種案内アセンブリをターンテーブル上に配置することができる。

　図１３の例では、案内アセンブリは、発射体１１’を収容するとともに、図７の実施形態の案内部材２６に固定された保持部材６０を有する。

　保持部材６０は、肩部６２とともに孔６１を有する。

　孔６１の深さは、肩部１１’ｆが肩部６２に当たる前に、発射体１１’の底端１１’ｄがソノトロード３に到達するように選択される。

　上述した全ての実施形態において、加工すべき部分がない場合に、発射体は装置内に保持される。

　当然ながら、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、これら実施形態の特徴は、複数の方法で組み合わせることができる。

　特に、案内部材は、図６、７に示すように回転する必要はなく、平面上で一又は二方向に、任意の距離だけ平行移動してもよい。

　図２、３の実施形態における一面のビーズ１７の代わりに、変形可能な壁であって、発射体の運動エネルギを局地的に加工表面に伝達でき、且つ、装置の動作中に、案内部材４４、チューブ４２、発射体４０及びソノトロードを確実に冷却できるものであれば、どのようなものを用いてもよい。

　また、発射体を振動面に接触させるのに圧縮空気を用いる代わりに、例えばばねや磁石などの他の復帰手段を用いてもよく、これらは本発明の範囲に含まれる。

　図１５、１６は、本発明の別の実施形態を構成する装置１００を示す。

　装置１００は、ソノトロード１０２に接続された音響アセンブリ１０１を有し、このソノトロード１０２は、加工表面Ｓに向けて発射体を発射するのに適した振動面１０３を備える。

　ソノトロード１０２は、壁１０５により横方向の境界が形成された空間１０４の底部に配置され、壁１０５の前縁１０６は、使用の際に、表面Ｓに対向して配置される。

　壁１０５は、その前縁１０６の周縁部に沿って分布した電気接触部１０７を備え、各接触部は、前縁１０６と表面Ｓとの距離ｄが予め決められた値以下になると、状態が変わるようになっている。

　空間１０４は、管１０８を介して回収室１０９につながっており、この回収室１０９は、該回収室１０９に大きな吸引力をほぼ瞬間的に発生させる手段１１０に連結されている。

　回収室１０９はまた、管１２０を介して図示しない圧縮空気源につながっている。

　回収室１０９は、発射体１１１（本実施例ではボール）全体を収容するようになっている。

　装置１００は、音響アセンブリ１０１を作動するために、ユーザが指示することにより起動する電気接触部１１２を有する。

　装置１００の動作を以下に示す。

　現在、発射体１１１が回収室１０９内にあるものとする。ユーザは、空間１０４の開口部を、加工表面に対向させて、前縁１０６を加工表面に近づける。

　ユーザは、接触部１１２を押して、ソノトロードを起動する。

　接触部１０７により、装置は、加工中にボールが逃げないほど前縁１０６が加工表面に十分近いかどうかを決定する。

　前縁１０６が十分近い場合、圧縮空気ジェットが回収室１０９内に送り込まれ、その結果、回収室１０９のボールが追い出されて空間１０４内に導かれ、そこで、ボールは、ソノトロード１０２の振動を受けて、加工表面とソノトロードとの間を複数回にわたって往復運動する。

　ユーザが加工表面から装置を離すと、接触部１０７は状態を変え、音響アセンブリの動作を中断する。これと同時に回収室１０９に吸引力が生じ、ボール１１１が回収されてボール１１１が装置から逃げないようにする。

　ボールを回収室に戻すための吸引力の形成は、発射体がなくなるのを防止する、本発明において意味する保持手段を構成する。

　吸引力は、例えば真空ポンプ、あるいはベンチュリー効果を利用した装置に連結した圧縮空気など、種々の方法で得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る装置の概略的な軸方向断面図。 本発明の第２の実施形態に係る装置の概略的な軸方向部分断面図。 本発明の第３の実施形態に係る装置の概略的な軸方向部分断面図。 本発明の第４の実施形態に係る装置の概略的な軸方向部分断面図。 図４の矢印Ｖに沿って見た平面図。 本発明の第５の実施形態に係る装置の概略的な軸方向部分断面図。 図６の実施形態の詳細な図。 図１の装置の発射体を単独で示した図。 図２に示す一面に設けたビーズの詳細な図。 本発明の第６の実施形態を示す。 本発明の第６の実施形態を示す。 一つの部材を機械加工することにより作成した、ピン又はスラッグの軸方向断面図。 例えば図１２に示すピン又はスラッグを使用した変形例を示す。 発射体の変形例を示す。 本発明の第７の実施形態を示す。 本発明の第７の実施形態を示す。

Claims (29)

1. 　振動面を構成する端部を有するソノトロードと、
   　上記振動面に接触でき、ソノトロードの振動を受けて加工表面に向けて発射され、これにより加工表面および振動面に向けて繰り返し移動する少なくとも１つの発射体と、
   を有する衝突による表面加工装置において、
   　該装置が加工表面から離れている場合に、各発射体を装置内に保持するための保持手段と、
   　各発射体を、装置の位置・方向によらずに上記振動面に接触させることにより、該発射体の運動を開始させるための回復手段とをさらに有し、
   　上記回復手段は少なくとも１つのチャンバーを有し、各発射体を振動面に向けて押し出すために、上記チャンバー内に空気が送り込まれ、あるいは上記チャンバーから空気が吸引されることを特徴とする装置。
2. 　上記保持手段は、加工表面に無関係に、発射体を装置内に保持することを特徴とする請求項１の装置。
3. 　上記保持手段は、各発射体を、前方への運動及び振動面での跳ね返り後において案内する機能を有することを特徴とする請求項１又は２の装置。
4. 　上記案内機能を有する保持手段を装置の残り部分に対し相対的に移動する駆動手段を有することを特徴とする請求項３の装置。
5. 　各発射体は、上記案内機能を有する保持手段内でスライドすることを特徴とする請求項３又は４の装置。
6. 　各発射体は、振動面に当たる位置と加工部分に当たる位置との間で、軸周りに回転することを特徴とする請求項３又は４の装置。
7. 　上記保持手段は、各発射体が加工表面に直接当たるように構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の装置。
8. 　上記保持手段は、各発射体から運動エネルギを受けて、これを加工表面に局地的に伝達するように構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の装置。
9. 　上記保持手段は、一面に設けたビーズで構成されること、及び、装置は、振動面と上記一面のビーズとの間で連続して跳ね返ることが自由にできるボールにより構成された、少なくとも一つの発射体を有することを特徴とする請求項８の装置。
10. 　上記一面のビーズは、支持ワイヤ上で互いに間隔をあけて設けられたビーズ群を有することを特徴とする請求項９の装置。
11. 　上記保持手段は、ドーム状の壁内で移動可能なピン又はスラグにより構成されること、上記ピン又はスラグは、加工表面に当たるのに適した先端を有すること、及び、装置は、ボールで構成される発射体を有し、該ボールは、振動面とピンの他端との間を往復運動するために通路により案内されることを特徴とする請求項８の装置。
12. 　各発射体の重量が０．１〜５ｇの範囲であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の装置。
13. 　装置は、ピン又はスラグ状の複数の発射体を有すること、及び、上記案内機能を有する保持手段は、上記各ピン又はスラグをスライド可能に案内するための複数のハウジングを有する案内部材を備えることを特徴とする請求項５の装置。
14. 　ピン又はスラグは、肩部を備えることを特徴とする請求項１３の装置。
15. 　上記案内部材のハウジングは、ピン又はスラグが当たるための端部として用いられる肩部を有することを特徴とする請求項１４の装置。
16. 　案内部材は、ピン又はスラグの肩部の前方に圧縮空気を導き且つ振動面に向かう後方にピン又はスラグを押すためのチャンバーを有することを特徴とする請求項１４又は１５の装置。
17. 　上記チャンバーは、案内部材により後方の境界が形成されるとともに、案内部材に嵌合し且つ孔を設けたカバーにより前方の境界が形成されることを特徴とする請求項１６の装置。
18. 　案内部材は、ピン又はスラグのスライド方向に平行な軸Ｘの周りに回転可能に設けられることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の装置。
19. 　発射体は、装置に着脱可能に設けられた案内アセンブリにより保持されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一つに記載の装置。
20. 　装置は、加工表面に向かう方向が開放された空間を有すること、及び、上記保持手段は、上記空間が加工表面から予め決められた距離以上に離れる際に、発射体を吸引して発射体が装置から逃げるのを防止するように、上記空間に吸引力を発生させる手段を有することを特徴とする請求項１の装置。
21. 　装置は、上記空間とつながれた、発射体用の回収室を有すること、及び、上記空間が加工表面から予め決められた距離以上に離れる際に、発射体が回収室に吸引されることを特徴とする請求項２０の装置。
22. 　発射体が逃げることがない程度に上記空間が加工表面に十分近くにある場合に、回収室に収容されたボールを上記空間内に放出する手段を有することを特徴とする請求項２１の装置。
23. 　加工表面に対向する側の上記空間の端部には、少なくとも一つの検出器が設けてあり、この検出器は、上記空間と加工表面との距離が予め決められた値を超えると状態が変わるようになっていることを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか一つに記載の装置。
24. 　上記空間の上記端部には、複数の検出器が設けてあり、これにより、発射体が上記空間に送り出される際に、上記空間の周端部全体が加工表面に十分に近くにあることを保証するようになっていることを特徴とする請求項２３の装置。
25. 　振動面を構成する端部を有するソノトロードと、
    　上記振動面に接触でき、ソノトロードの振動を受けて加工表面に向けて発射され、これにより加工表面と振動面との間で繰り返し移動する複数のピンまたはスラグと、
    を有する衝突による表面加工装置において、
    　各ピン又はスラグを案内するための案内部材をさらに備え、
    　上記案内部材を貫通するように、各ハウジング内でピン又はスラグをスライドできるようにした複数のハウジングが設けてあり、
    　案内部材は、ピン又はスラグの後端がソノトロードに接触する際に、ピン又はスラグがハウジングから出ないように振動面に対し配置されており、
    　各ピン又はスラグには肩部が設けてあり、案内部材の各ハウジングは、対応するピン又はスラグが当たるための肩部を有し、ピン又はスラグの肩部がハウジングの肩部に接触する際に、ピン又はスラグの先端が案内部材の外部に突き出すようになっている、
    ことを特徴とする装置。
26. 　振動面を構成する端部を有するソノトロードと、
    　上記振動面に接触でき、ソノトロードの振動を受けて加工表面に向けて発射される複数のボールと、
    を有する衝突による表面加工装置において、
    　該装置が加工表面から離れている場合に、各ボールを装置内に保持するための保持手段をさらに備え、
    　上記保持手段は、各ボールから運動エネルギを受けて、これを加工表面に局地的に伝達するように構成された一面に設けたビーズにより構成され、
    　各ボールは、振動面と一面に設けたビーズとの間で連続して跳ね返ることが自由にできる、
    ことを特徴とする装置。
27. 　振動面を構成する端部を有するソノトロードと、
    　上記振動面に接触でき、ソノトロードの振動を受けて加工表面に向けて発射される複数のボールと、
    を有する衝突による表面加工装置において、
    　該装置が加工表面から離れている場合に、各ボールを装置内に保持するための保持手段をさらに備え、
    　上記保持手段は、ドーム状の壁内で移動可能なピン又はスラグにより構成され、
    　上記ピン又はスラグは、加工表面に当たるのに適した先端を有し、
    　上記ボールは、振動面とピンまたはスラグの他端との間を往復運動するよう、通路により案内されることを特徴とする装置。
28. 　振動面を構成する端部を有するソノトロードと、
    　上記振動面に接触でき、ソノトロードの振動を受けて加工表面に向けて発射され、これにより加工表面と振動面との間で繰り返し移動する、発射体を形成する複数の部材と、
    を有する衝突による表面加工装置において、
    　該装置が加工表面から離れている場合に、各発射体形成部材を装置内に保持するための保持手段をさらに備え、
    　上記保持手段は軸であり、
    　各発射体形成部材は、振動面に当たる位置と加工表面に当たる位置との間で軸周りに回転するように軸に取り付けられる、
    ことを特徴とする装置。
29. 　振動面を構成する端部を有するソノトロードと、
    　上記振動面に接触でき、ソノトロードの振動を受けて加工表面に向けて発射され、これにより加工表面と振動面との間で繰り返し移動する複数のボールと、
    を有する衝突による表面加工装置において、
    　該装置が加工表面から離れている場合に、各ボールを装置内に保持するための保持手段を備え、
    　該装置は、加工表面に向かう方向が開放された空間を有し、
    　ソノトロードは上記空間の底部に配置され、
    　上記保持手段は、上記空間が加工表面から予め決められた距離以上に離れる際に、ボールを吸引してボールが装置から逃げるのを防止するように、上記空間に吸引力を発生させる手段を備えることを特徴とする装置。
    

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